TWI433005B - 驅動方法、驅動裝置及觸控顯示裝置 - Google Patents

驅動方法、驅動裝置及觸控顯示裝置 Download PDF

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Description

驅動方法、驅動裝置及觸控顯示裝置
本發明係指一種驅動方法、驅動裝置及觸控顯示裝置，尤指一種透過重整掃描脈衝之波形以產生觸控掃描脈衝，可避免雜訊干擾觸控功能之驅動方法、驅動裝置及觸控顯示裝置。
隨著製程技術的進步，觸控面板已成功地與顯示面板整合，使得使用者可直接透過觸控，指示電子裝置執行所需的工作。一般來說，觸控面板上的感測單元及顯示面板上的畫素單元皆以矩陣方式排列於一二維平面上，並根據掃描訊號，決定更新畫面及偵測碰觸點之時序。有鑑於此，本案申請人於中華民國專利申請案第099110384號揭露一共享掃描訊號的裝置及方法，使得感測單元可直接由顯示面板之掃描訊號觸發，而不需設置額外的驅動電路。
請參考第1圖，第1圖為根據中華民國專利申請案第099110384號之一觸控顯示裝置10之示意圖。觸控顯示裝置10包含有一顯示面板100、一觸控面板110、一源極驅動器120、一閘極驅動器130及一觸控處理器140。顯示面板100包含以二維矩陣方式排列之畫素單元102，相似地，觸控面板110亦包含以二維矩陣方式排列之感測單元112。源極驅動器120根據待顯示之一影像訊號FRM，產生源極驅動訊號VS_1～VS_M，以指示畫素單元102之色彩強度。閘極驅動器130根據一時序訊號SEQ，產生掃描脈衝VG_1～VG_N，以指示畫素單元102之更新時序。同時，單數列之掃描脈衝亦被用來觸發感測單元112。被觸發之感測單元112產生反應脈衝VR_1～VR_K。由於碰觸感測單元112會改變感測單元112之電容值或電阻值(視感測單元112為電容式或電阻式感測單元而定)，被碰觸之感測單元112產生的感應脈衝異於未被碰觸之感測單元112產生的感應脈衝。如此一來，觸控處理器140可根據感應脈衝VR_1～VR_K之變化及單數列掃描脈衝，判斷被碰觸感測單元112之位置。
須注意的是，觸控顯示裝置10為一外接式觸控顯示裝置，其觸控面板110堆疊於顯示面板100之上。由於觸控面板110之解析度需求低於顯示面板100，因此為了節省成本，感測單元112之鋪設密度低於畫素單元102，換言之，僅須使用部分的掃描脈衝VG_1～VG_N觸發感測單元112。
除了外接式佈局，觸控顯示裝置另包含一種內嵌式佈局。在一內嵌式觸控顯示裝置中，感測單元係內建於畫素單元中。然而，無論是外接式或內嵌式的觸控顯示裝置，由於中華民國專利申請案第099110384號揭露之驅動方式係同時進行顯示更新及觸控掃描，掃描脈衝切換電位產生之擾動容易透過耦合效應，進入運作中的感測單元，使得觸控處理器140誤判碰觸位置。也就是說，觸控顯示裝置10重複利用掃描脈衝VG_1～VG_N之同時，亦受到掃描脈衝VG_1～VG_N切換電位對感測單元112產生之雜訊干擾。
因此，如何降低掃描脈衝變化產生之雜訊影像影響碰觸位置之判斷，已成為業界的努力目標之一。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種驅動一觸控顯示裝置的方法及裝置與相關的觸控顯示裝置。
本發明揭露一種驅動方法，用來驅動一觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包含有以矩陣方式排列之複數個畫素單元及複數個感測單元，該驅動方法包含有根據一影像訊號，產生複數個源極驅動訊號，以指示該複數個畫素單元之色彩強度；根據一時序訊號，產生複數個掃描脈衝，以指示該複數個畫素單元之更新時序；以及縮短該複數個掃描脈衝之一工作週期，以產生複數個觸控掃描脈衝，進而觸發該複數個感測單元。
本發明另揭露一種驅動裝置，用來驅動一觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包含有以矩陣方式排列之複數個畫素單元及複數個感測單元，該驅動裝置包含有一源極驅動器，用來根據一影像訊號，產生複數個源極驅動訊號，以指示該複數個畫素單元之色彩強度；一閘極驅動器，用來根據一時序訊號，產生複數個掃描脈衝，以指示該複數個畫素單元之更新時序；以及一脈衝重整電路，耦接於該閘極驅動器，用來縮短該複數個掃描脈衝之一工作週期，以產生複數個觸控掃描脈衝，進而觸發該複數個感測單元。
本發明另揭露一種觸控顯示裝置，包含有一面板模組，包含有一顯示面板，包含有一基板；以及複數個畫素單元，以矩陣方式排列於該基板上；以及複數個感測單元，以矩陣方式排列，用來根據複數個觸控掃描脈衝，感應至少一碰觸位置，以產生複數個感應脈衝；以及一驅動裝置包含有一源極驅動器，耦接於該複數個畫素單元，用來根據一影像訊號，產生複數個源極驅動訊號，以指示該複數個畫素單元之色彩強度；一閘極驅動器，耦接於該複數個畫素單元，用來根據一時序訊號，產生複數個掃描脈衝，以指示該複數個畫素單元之更新時序；以及一脈衝重整電路，耦接於該閘極驅動器及該複數個畫素單元之間，用來縮短該複數個掃描脈衝之一工作週期，以產生複數個觸控掃描脈衝，進而觸發該複數個感測單元。
請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一觸控顯示裝置20之示意圖。觸控顯示裝置20包含有一面板模組200、一驅動裝置210及一觸控處理器220。面板模組200包含有一顯示面板202及一觸控面板204。顯示面板202用來顯示影像，其包含有一基板203及以矩陣方式排列的畫素單元206。觸控面板204包含有以矩陣方式排列的感測單元208，用來根據觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_J，感應手指或物體接觸之一處或多處碰觸位置，以產生感應脈衝VR_1～VR_K。為了同時驅動畫素單元206及感測單元208，驅動裝置210包含有一源極驅動器212、一閘極驅動器214及一脈衝重整電路216。源極驅動器212用來根據一影像訊號FRM，產生源極驅動訊號VS_1～VS_M，以指示畫素單元206之色彩強度。閘極驅動器214用來根據一時序訊號SEQ，產生掃描脈衝VG_1～VG_N，以指示畫素單元206之更新時序。脈衝重整電路216用來縮短掃描脈衝VG_1～VG_N之一工作週期(duty cycle)，以產生觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_J(如第3圖所示)，進而觸發感測單元208。最後，觸控處理器220根據感應脈衝VR_1～VR_K，判斷碰觸位置。
簡單來說，為了解決先前技術共用掃描脈衝VG_1～VG_N產生的訊號干擾問題，本發明透過脈衝重整電路216，重整掃描脈衝VG_1～VG_N的波形，以錯開掃描脈衝VG_1～VG_N及觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_J切換電位之時間點。舉例來說，在第3圖中，脈衝重整電路216縮短掃描脈衝VG_n(n=1～N)為一激態(excited state)之時段，並據以產生觸控掃描脈衝VTS_j(j=1～J)。如此一來，掃描脈衝VG_n及觸控掃描脈衝VTS_j分別於時間點t1、t2及時間點t3、t4切換電位。也就是說，掃描脈衝VG_1～VG_N切換電位時，感測單元208尚未運作，即使掃描脈衝VG_1～VG_N透過顯示面板202及觸控面板204間的電容效應，耦合至觸控面板204，感測單元208亦不會產生錯誤的感應脈衝VR_1～VR_K。
為了確保感測單元208不受掃描脈衝VG_1～VG_N的干擾，除了縮短掃描脈衝VG_1～VG_N的工作週期外，脈衝重整電路216須確保觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_J切換態位之時間點(例如時間點t3、t4)異於掃描脈衝VG_1～VG_N切換態位之時間點(例如時間點t1、t2)。
須注意的是，觸控顯示裝置20為一外接式的觸控顯示裝置，其畫素單元206及感測單元208分別安裝於不同的面板。一般來說，由於觸控功能之解析度需求低於顯示功能，感測單元208之密度低於畫素單元206之密度，如第2圖所示。也就是說，觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_J之數目J小於掃描脈衝VG_1～VG_N之數目N。在此情況下，僅部份的掃描脈衝被傳送至脈衝重整電路216。然而，為了提升感測單元208的掃描速率，驅動裝置210另包含有一選擇電路218，用來輪流地選擇掃描脈衝VG_1～VG_N中之部分掃描脈衝，傳送至脈衝重整電路216，如第4圖所示。舉例來說，假設N=9、J=3，請參考第5A圖及第5B圖，第5A圖及第5B圖為掃描脈衝VG_1～VG_9及觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_3之時序圖。在第5A圖中，掃描脈衝VG_1、VG_4、VG_7直接被傳送至脈衝重整電路216處理，其對應之觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_3於一垂直更新週期P_F中，僅完成一次觸控掃描。相反地，在第5B圖中，選擇電路218輪流地選擇掃描脈衝VG_1～VG_3、掃描脈衝VG_4～VG_6或掃描脈衝VG_7～VG_9傳送至脈衝重整電路216處理。如此一來，對應之觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_3可於垂直更新週期P_F中，僅完成三次觸控掃描，以提升觸控掃描速率。
除了應用於外接式的觸控顯示裝置，本發明錯開掃描脈衝及觸控掃描脈衝之方法亦可應用在內嵌式之一觸控顯示裝置60中，如第6圖所示。在第6圖中，感測單元208內嵌於畫素單元中。由第6圖可知，外接式及內嵌式僅為電路佈局上之差異，並不影響本發明之實施。
第2圖、第4圖及第6圖所示之觸控顯示裝置20、60僅用來說明本發明之精神，本領域具通常知識者可根據不同的應用需求，作出不同的變化，而不限於此。舉例來說，本領域具通常知識者可降低感測單元208於內嵌式觸控顯示裝置60中之鋪設密度。也就是說，僅部份的畫素單元206包含有感測單元208。在此情況下，選擇電路218可輪流選擇部分的掃描脈衝，傳送至脈衝重整電路216，如第6圖所示。
觸控顯示裝置20、60之操作可以歸納為一驅動流程70，如第7圖所示。驅動流程70包含有下列步驟：步驟700：開始。
步驟702：源極驅動器212根據影像訊號FRM，產生源極驅動訊號VS_1～VS_M，以指示畫素單元206之色彩強度。
步驟704：閘極驅動器214根據時序訊號SEQ，產生掃描脈衝VG_1～VG_N，以指示畫素單元206之更新時序。
步驟706：根據觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_J之數目J，將掃描脈衝VG_1～VG_N分組。
步驟708：選擇電路218輪流地選擇一組掃描脈衝，傳送至脈衝重整電路216。
步驟710：脈衝重整電路216縮短該組掃描脈衝之工作週期，以產生觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_J，進而觸發感測單元208。
步驟712：感測單元208根據觸控掃描脈衝VTS_1～VTS_J，感應碰觸位置，以產生感應脈衝VR_1～VR_K。
步驟714：觸控處理器220根據感應脈衝VR_1～VR_K，判斷碰觸位置。
步驟716：結束。
驅動流程70之細節可參考前文對觸控顯示裝置20、60之說明，在此不贅述。
在先前技術中，掃描脈衝VG_1～VG_N同時觸發畫素單元102及感測單元112，使得掃描脈衝VG_1～VG_N之電位變化經由耦合效應，干擾感測單元112，因而產生誤判斷之碰觸位置。相較之下，本發明透過重整掃描脈衝VG_1～VG_N之波形，錯開畫素單元及206及感測單元208之觸發時機。如此一來，當掃描脈衝VG_1～VG_N之電位變化時，感測單元208不會運作，進而避免誤判碰觸位置。
綜上所述，本發明透過重整掃描脈衝之波形，錯開畫素單元及感測單元之觸發時機，進而避免掃描脈衝之擾動干擾感測單元偵測碰觸位置。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
SEQ．．．時序訊號
FRM．．．影像訊號
VG_1、VG_2、VG_3、VG_4、VG_5、VG_6、VG_7、VG_8、VG_9、VG_N-3、VG_N-2、VG_N-1、VG_N、VG_n．．．掃描脈衝
VS_1、VS_2、VS_3、VS_4、VS_M-3、VS_M-2、VS_M-1、VS_M．．．源極驅動訊號
VTS_1、VTS_2、VTS_3、VTS_J-1、VTS_J、VTS_j．．．觸控掃描脈衝
VR_1、VR_2、VR_K-1、VR_K．．．反應脈衝
t1、t2、t3、t4．．．時間點
10、20、60．．．觸控顯示裝置
100、202．．．顯示面板
110、204．．．觸控面板
112、208．．．感測單元
102、206．．．畫素單元
120、212．．．源極驅動器
130、214．．．閘極驅動器
140、220‧‧‧觸控處理器
200‧‧‧面板模組
203‧‧‧基板
210‧‧‧驅動裝置
216‧‧‧脈衝重整電路
218‧‧‧選擇電路
70‧‧‧驅動流程
700、702、704、706、708、710、712、 714、716‧‧‧步驟
第1圖為先前技術一觸控顯示裝置之示意圖。
第2圖為本發明實施例一觸控顯示裝置之示意圖。
第3圖為第2圖之觸控顯示裝置之一掃描脈衝及一觸控掃描脈衝之時序圖。
第4圖為第2圖之觸控顯示裝置之一變化實施例之示意圖。
第5A圖第2圖之觸控顯示裝置之掃描脈衝及觸控掃描脈衝之時序圖。
第5B為第4圖之觸控顯示裝置之掃描脈衝及觸控掃描脈衝之時序圖。
第6圖為本發明實施例一內嵌式觸控顯示裝置之示意圖。
第7圖為本發明實施例一驅動流程之示意圖。
SEQ．．．時序訊號
FRM．．．影像訊號
VG_1、VG_2、VG_3、VG_4、VG_N-3、VG_N-2、VG_N-1、VG_N．．．掃描脈衝
VS_1、VS_2、VS_3、VS_4、VS_M-3、VS_M-2、VS_M-1、VS_M．．．源極驅動訊號
VTS_1、VTS_2、VTS_J-1、VTS_J．．．觸控掃描脈衝
VR_1、VR_2、VR_K．．．反應脈衝
20．．．觸控顯示裝置
200．．．面板模組
202．．．顯示面板
204．．．觸控面板
203．．．基板
206．．．畫素單元
208．．．感測單元
210．．．驅動裝置
212．．．源極驅動器
214．．．閘極驅動器
216．．．脈衝重整電路
220．．．觸控處理器

Claims (10)

  1. 一種驅動方法，用來驅動一觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包含有以矩陣方式排列之複數個畫素單元及複數個感測單元，該驅動方法包含有：根據一影像訊號，產生複數個源極驅動訊號，以指示該複數個畫素單元之色彩強度；根據一時序訊號，產生複數個掃描脈衝，以指示該複數個畫素單元之更新時序；以及縮短該複數個掃描脈衝之一工作週期(duty cycle)，以產生複數個觸控掃描脈衝，進而觸發該複數個感測單元；其中，該複數個觸控掃描脈衝之一工作週期與該複數個掃描脈衝之該工作週期重疊，並且在不同時間點切換態位。
  2. 如請求項1所述之驅動方法，其中該複數個觸控掃描脈衝切換態位之時間點與該複數個掃描脈衝切換態位之時間點係錯置。
  3. 如請求項1所述之驅動方法，其中縮短該複數個掃描脈衝之該工作週期，以產生該複數個觸控掃描脈衝，進而觸發該觸控面板上之該複數個感測單元之步驟，包含有：根據該複數個觸控掃描脈衝所需之數目，將該複數個掃描脈衝分類為至少一組；選擇該至少一組中之一組；以及 縮短該組中掃描脈衝之工作週期，以產生該複數個觸控掃描脈衝。
  4. 一種驅動裝置，用來驅動一觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包含有以矩陣方式排列之複數個畫素單元及複數個感測單元，該驅動裝置包含有：一源極驅動器，用來根據一影像訊號，產生複數個源極驅動訊號，以指示該複數個畫素單元之色彩強度；一閘極驅動器，用來根據一時序訊號，產生複數個掃描脈衝，以指示該複數個畫素單元之更新時序；以及一脈衝重整電路，耦接於該閘極驅動器，用來縮短該複數個掃描脈衝之一工作週期(duty cycle)，以產生複數個觸控掃描脈衝，進而觸發該複數個感測單元；其中，該複數個觸控掃描脈衝之一工作週期與該複數個掃描脈衝之該工作週期重疊，並且在不同時間點切換態位。
  5. 如請求項4所述之驅動裝置，其中該複數個觸控掃描脈衝切換態位之時間點與該複數個掃描脈衝切換態位之時間點係錯置。
  6. 如請求項4所述之驅動裝置，其另包含有一選擇電路，耦接於該閘極驅動器及該脈衝重整電路之間，用來選擇該複數個掃描脈衝，並傳送至該脈衝重整電路。
  7. 一種觸控顯示裝置，包含有：一面板模組，包含有：一顯示面板，包含有：一基板；以及複數個畫素單元，以矩陣方式排列於該基板上；以及複數個感測單元，以矩陣方式排列，用來根據複數個觸控掃描脈衝，感應至少一碰觸位置，以產生複數個感應脈衝；以及一驅動裝置包含有：一源極驅動器，耦接於該複數個畫素單元，用來根據一影像訊號，產生複數個源極驅動訊號，以指示該複數個畫素單元之色彩強度；一閘極驅動器，耦接於該複數個畫素單元，用來根據一時序訊號，產生複數個掃描脈衝，以指示該複數個畫素單元之更新時序；以及一脈衝重整電路，耦接於該閘極驅動器及該複數個畫素單元之間，用來縮短該複數個掃描脈衝之一工作週期(duty cycle)，以產生複數個觸控掃描脈衝，進而觸發該複數個感測單元；其中，該複數個觸控掃描脈衝之一工作週期與該複數個掃描脈衝之該工作週期重疊，並且在不同時間點切換態位。
  8. 如請求項7所述之觸控顯示裝置，其中該複數個觸控掃描脈衝 切換態位之時間點與該複數個掃描脈衝切換態位之時間點係錯置。
  9. 如請求項7所述之觸控顯示裝置，其中該驅動裝置另包含有一選擇電路，耦接於該閘極驅動器及該脈衝重整電路之間，用來選擇該複數個掃描脈衝，並傳送至該脈衝重整電路。
  10. 如請求項7所述之觸控顯示裝置，其中該複數個感測單元係內嵌於該複數個畫素單元中。
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